Emisja niezorganizowana – emisja pyłu z hałd, transportu i przeładunku

Najczęściej występującymi źródłami niezorganizowanej emisji pyłów są:

• hałdy materiałów sypkich, którym towarzyszy erozja wietrzna oraz emisja wtórna z formowania i ubijania hałdy,

• place składowe narażone na erozję wietrzną i emisję wtórną wywołaną pojazdami poruszającymi się po placu,

• rozładunek materiałów sypkich z wagonów kolejowych (w tym z wykorzystaniem wywrotnic), lub z samochodów ciężarowych,

• wyładunek materiału z przenośników taśmowych lub kontenerów transportowych,

• pobieranie i transport magazynowanych materiałów powodujące emisję z dźwigu załadunkowego i przenośników taśmowych lub ładowarek,

• załadunek na wagony kolejowe lub samochody ciężarowe.

Poniżej prezentujemy sposoby obliczania emisji z ww. źródeł.

Obliczenia emisji z erozji wietrznej hałd magazynowych

Skala i intensywność emisji z hałdy zależy od wielu czynników, między innymi właściwości magazynowanego materiału (uziarnienia, wilgotności, struktury ziaren, gęstości), powierzchni hałdy narażonej na erozję, wysokości i geometrii hałdy, warunków meteorologicznych oraz obecności ekranów ochronnych i naturalnych osłon zmniejszających narażenie hałdy na działanie wiatru. Wybierając model emisji lub zestaw wskaźników literaturowych należy zapewnić jego adekwatność do rodzaju hałdy (głównie materiału i sposobu eksploatacji hałdy), dla którego będą zastosowane przyjęte formuły. Przykładowo, do wyznaczenia emisji z hałdy miału węglowego można zastosować następującą zależność zawartą w opracowaniu National Pollutant Inventory Emission Estimation Technique Manual for Mining (v. 3.1, January 2012) w załączniku A, punkt 1.1.17 Wind Erosion from Active Coal Stockpiles (zależność US EPA AP-42):

gdzie:

E – wskaźnik emisji pyłu (kg/(ha×rok)),

s – zawartość cząstek drobnych (%), wg AP 42, Fifth Edition, Volume I, 13.2.4.1 Aggregate Handling And Storage Piles (US EPA, 2006) o średnicy mniejszej lub równej 75 µm,

p – liczba dni w roku charakteryzujących się wysokością opadów większą od 0,25 mm,

f – częstość występowania w roku (% czasu) wiatru o prędkości większej niż 5,4 m/s (na wysokości równej średniej wysokości hałdy).

Jeśli podczas składowania węgla stosuje się metody ograniczające erozję wietrzną, wielkość emisji obliczoną z wykorzystaniem powyższego wzoru należy skorygować z wykorzystaniem współczynników zawartych w punkcie 4.5 National Pollutant Inventory Emission Estimation Technique Manual for Mining:

• 50% redukcji przy stosowaniu zraszania hałdy wodą,

• 30% redukcji przy stosowaniu ekranów ograniczających narażenie na wiatr.

Obliczenia emisji z transportu

Emisja z transportu jest sumą emisji wtórnej wywołanej porywaniem pyłu z drogi oraz emisji o stosunkowo małej skali pochodzącej z silników spalinowych pojazdów, ścierania opon i okładzin hamulcowych. Wybór modelu emisji wtórnej zależy od warunków jakie panują na analizowanych trasach przejazdów, w szczególności rodzaju nawierzchni, szybkości przejazdu oraz rodzajów wykonywanych operacji. Poniżej przedstawiono przykład algorytmu dla dróg utwardzonych, zawartego w dokumencie AP 42, Volume I, 13.2.1 Paved Roads (US EPA 2011, Fifth Edition):

gdzie:

E – wskaźnik emisji pyłu,

k – współczynnik wielkości ziaren,

sL – obciążenie drogi pyłem (g/m²),

W – średni ciężar pojazdu (Mg).

Powyższe równanie można stosować w następującym zakresie:

• obciążenie drogi pyłem (sL): 0,03-400 g/m²,

• średni ciężar pojazdów (W): 1,8-38 Mg,

• średnia prędkość pojazdów: 1-88 km/h.

Dla dróg nieutwardzonych równania empiryczne opracowane przez US EPA uwzględniają również inne mechanizmy emisji, w tym tarcie gruntu spowodowane naciskiem kół, pylenie materiału podniesionego z powierzchni drogi przez koła oraz w przypadku większych prędkości, narażenie na porywanie pyłu z powierzchni drogi w skali znacznie większej niż dla dróg utwardzonych, z których porywany jest tylko pył zalegający na powierzchni drogi. W dokumencie AP 42 Volume I, 13.2.2 Unpaved Roads (US EPA 2006, Fifth Edition) dla wewnętrznych dróg zakładowych określono następującą zależność:

gdzie:

E – wskaźnik emisji pyłu (Ib/VMT),

k, a, b – stałe wyznaczone doświadczalnie,

s – zawartość cząstek drobnych (%),

W – średni ciężar pojazdu (Mg).

Obliczenia emisji z przeładunku materiałów sypkich

Operacja załadunku materiałów sypkich stanowi źródło emisji pyłu zarówno gdy załadunek odbywa się porcjami (z wykorzystaniem dźwigu lub ładowarki), jak również gdy prowadzony jest w sposób ciągły (z wykorzystaniem przenośnika, zazwyczaj taśmowego). Ilość pyłu uwalniana do powietrza, odpowiadająca strumieniowi przesypywanego materiału może być oszacowana z wykorzystaniem równania zawartego w AP 42, Volume I, 13.2.4.1 Aggregate Handling And Storage Piles (US EPA 2006, Fifth Edition):

gdzie:

E – wskaźnik emisji pyłu (kg/Mg),

k – współczynnik wielkości ziaren:

U – średnia prędkość wiatru (m/s),

M – zawartość wilgoci (%).